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?一、教学目标
1.知识与技能目标
-理解牛顿第二定律的内容,能够准确表述出物体加速度与力、质量的定量关系。
-能运用牛顿第二定律解决简单的动力学问题,如已知受力情况求加速度,已知运动情况求力等。
-理解k的数值由F、m、a的单位决定,掌握国际单位制中使k=1的方法,能正确书写牛顿第二定律的表达式F=ma。
2.过程与方法目标
-通过实验探究加速度与力、质量的关系,培养学生的实验设计能力、数据处理能力和逻辑推理能力。
-经历从实验数据到得出物理规律的过程,体会控制变量法在物理学研究中的重要性,提升学生的科学探究素养。
3.情感态度与价值观目标
-通过小组合作实验,培养学生的团队协作精神和交流能力。
-激发学生对物理学科的兴趣,培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神,体会物理规律的简洁美和对称美。
二、教学重难点
1.教学重点
-牛顿第二定律的内容及表达式。
-理解加速度与力、质量的关系,并能运用牛顿第二定律进行简单计算。
2.教学难点
-对牛顿第二定律中各物理量瞬时对应关系的理解。
-实验数据的处理及误差分析,引导学生从实验结果中准确得出加速度与力、质量的定量关系。
三、教学方法
讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
(一)导入新课(5分钟)
通过播放一段汽车加速启动和紧急刹车的视频,提问学生:汽车为什么能加速或减速?什么因素决定了汽车加速或减速的快慢?引导学生思考物体的加速度与哪些因素有关,从而引出本节课的主题--牛顿第二定律。
(二)新课教学
1.加速度与力、质量关系的定性分析(5分钟)
引导学生回顾生活中常见的现象,如:用相同的力分别推一辆空车和一辆装满货物的车,观察它们的运动情况;用大小不同的力推同一辆车,观察车的运动状态变化。让学生思考并讨论:加速度与力、质量之间有怎样的关系?
学生分组讨论后,每组派代表发言,教师总结学生的观点,并进一步引导学生定性地认识到:物体的加速度与所受的力有关,力越大,加速度越大;加速度还与物体的质量有关,质量越大,加速度越小。
2.实验探究加速度与力、质量的关系(20分钟)
-实验目的:探究加速度与力、质量的定量关系。
-实验原理:
-采用控制变量法分别研究加速度与力、加速度与质量的关系。
-通过打点计时器测量物体的加速度a。
-用托盘和砝码的重力表示小车所受的合外力F。
-保持小车质量m不变,研究加速度a与力F的关系;保持力F不变,研究加速度a与质量m的关系。
-实验器材:打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、导线、电源、刻度尺等。
-实验步骤:
-按图组装实验装置,平衡摩擦力,使小车在不受拉力时能匀速运动。
-保持小车质量m不变,改变小盘和砝码的质量,即改变小车所受的拉力F,测量不同拉力下小车的加速度a,记录数据。
-保持小盘和砝码的质量不变,即保持小车所受拉力F不变,在小车上增加砝码,改变小车的质量m,测量不同质量下小车的加速度a,记录数据。
-学生分组实验:
-将学生分成若干小组,每组按照实验步骤进行操作,教师巡视指导,提醒学生注意实验操作的规范性和数据记录的准确性。
-学生在实验过程中可能会遇到一些问题,如:如何平衡摩擦力、怎样测量加速度等,教师及时给予帮助和解答。
3.实验数据处理与分析(15分钟)
-数据处理:
-引导学生根据纸带计算出不同情况下小车的加速度a。
-记录小车所受的拉力F和对应的质量m。
-数据分析:
-以加速度a为纵坐标,力F为横坐标,在坐标纸上描点,然后用平滑曲线拟合这些点,观察a-F图像的特点,分析加速度与力的关系。
-以加速度a为纵坐标,质量m的倒数1/m为横坐标,在坐标纸上描点,然后用平滑曲线拟合这些点,观察a-1/m图像的特点,分析加速度与质量的关系。
-小组汇报:
-各小组将实验数据和分析结果
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